JPH0821792A

JPH0821792A - 硬化時間測定装置

Info

Publication number: JPH0821792A
Application number: JP15724994A
Authority: JP
Inventors: Shingo Nonaka; 中慎吾野; Hiroshi Marumoto; 本弘志丸
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の試料に対し併行して測定することがで
き、測定作業の高能率化を図るとともに試料の任意箇所
を測定することを可能とする硬化時間測定装置を提供す
ることを目的とする。【構成】測定針２４を試料３に所定の圧力で押圧し、そ
の際の反力をロードセル２７により検出して硬化度を測
定する測定器１６を備え、この測定器１６を直行軸系３
軸ロボットのアーム１４に支持し、前記測定器１６の作
動範囲内に複数個の試料ケース４をセットし得る試料置
台１１を具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不定形耐火物等、施工
後凝結硬化するものについてその凝結度を測定すること
により所定の硬度に到達するに要する時間を知るための
硬化時間測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】不定形耐火物等流し込み材の施工におい
て、施工後どれだけの時間が経過することにより所定の
凝結度（硬化度）に到達するのかを予め知ることが流し
込み材の実際の施工においてその施工後の養生期間、施
工枠の脱枠の実施時期を知るうえで極めて重要な要素と
なる。

【０００３】上記の流し込み材の硬化時間を測定する手
段としては、従来図７に示すような測定装置が用いられ
ている。この測定装置は、基台１上に設置された回転テ
ーブル２上に試料３が入っている試料ケース４を置き、
基台１の上方に設けられた降下棒５をモータの駆動によ
り駆動する駆動杆６により所定の高さへ押し上げ、所定
時間経過後の定められた時刻に駆動杆６が退いて降下棒
５を落下させ、その落下により降下棒５の下端の針７が
試料３内にくい込んだ長さをペン８を介して記録ドラム
９上に記録することによる。そしてこの測定には、記録
ドラム９を回転させることで試料３の測定箇所を変えて
複数箇所の測定を行ない、また記録ドラム９を回転させ
ることで多数回の測定結果を記録することができるよう
になっている。

【０００４】つまり従来の上記測定装置は、一定重量が
負荷されて降下する降下棒５の針７が試料３に侵入した
深さを計測することにより硬化度を測定することによっ
ている。なお図７において１０は針７に付着した試料を
落すスポンジ、９ａは記録ドラム９の回転軸である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに上記従来の技
術では、１回の測定により１個の試料についてしか測定
することができないので、多種類の試料について測定す
る場合多くの時間を要し、作業能率が低いという問題点
があるうえ、試料３の測定を複数箇所について行なうと
き、回転テーブル２を回転させて測定箇所を変えること
になるので、図８に示すように測定点ａは回転テーブル
２の回転中心に対する円軌道上に限られることになり、
試料３の全域を等間隔に測定することができないという
問題点があった。

【０００６】本発明はこれに鑑み、複数の試料につき併
行して測定することができ、測定作業の高能率化を図る
とともに試料の全域にわたり等間隔で測定することがで
き、正確なデータを得ることができる硬化時間測定装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来の技術が有する
問題点を解決する手段として本発明は、測定針を試料に
所定の圧力で押圧し、その際の反力をロードセルにより
検出して硬化度を測定する測定器を備え、この測定器を
直行軸系３軸ロボットのアームに支持し、前記測定器の
作動範囲内に複数個の試料ケースをセットし得る試料置
台を具備することを特徴とする硬化時間測定装置とした
ことにある。

【０００８】前記測定器は、押圧駆動装置のロッドに支
持されるハウジングを有し、このハウジングのシリンダ
部内に測定針のピストン状の基部が軸方向に摺動自在に
挿入支持されるとともにシリンダ部の内部上方にロード
セルが内蔵され、前記測定針の基部と前記ロードセルに
当るバネ受座との間にバネを介在してなり、測定針が試
料に当った際にバネを介してロードセルに荷重を与え、
試料の硬化度を測定するようにしたことを請求項２とす
るものである。請求項３は前記押圧駆動装置がエアシリ
ンダによるものとしたものである。請求項４は、前記試
料置台に複数個の試料ケースと測定器の測定針を洗浄す
る超音波洗浄槽とをセット可能とし、測定プログラム作
成装置と、測定結果をプリトアウトとするプリンタとを
加えたことにある。また前記直行軸系３軸ロボットおよ
び試料置台を安全用の外装体で覆い、その一部に試料ケ
ース出し入れ口を開口して扉により開閉可能としたこと
を請求項５とするものである。

【０００９】

【作用】試料置台上に、試料が入っている複数個の試料
ケースを所定の位置にセットし、直行軸系３軸ロボット
を測定プログラムに従って作動させ、そのアームに支持
された測定器を各試料ケース内の試料の所定の測定箇所
の位置へ移行させる。その位置で押圧駆動装置を作動し
てハウジングを下降させると、その下端に突出する測定
針の先端が試料に当り、所定時間押しつける。その際の
反力によりバネが撓み、このバネを通じてハウジング内
のロードセルに荷重が掛り、その荷重値が電気信号とし
て取出され、測定データとして処理される。１回の測定
が終了したのち３軸ロボットの作動により測定器が次位
の測定箇所へ移行し、同様の測定を行なう。この場合、
試料が測定針に付着する性質である場合には、試料置台
上に超音波洗浄槽を配置し、１回の測定毎に測定針を超
音波洗浄槽で洗浄するようプログラムを構成する。前記
測定データはプリントアウトまたはＣＲＴにより数値あ
るいはグラフ化して読取る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例を参照して
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の斜視図を示すも
ので、試料置台１１の後部上方には直行軸系３軸ロボッ
ト１２が設置されている。この３軸ロボット１２は、Ｘ
軸方向のレール１３（ストローク１３００mm程度）と、
このレール１３にスライド自在に支持されるＹ軸方向の
アーム１４（ストローク６００mm程度）と、このアーム
１４にスライド自在に支持されるスライダ１５とからな
っており、このスライダ１５の側面に測定器１６が装着
されている。

【００１２】試料置台１１の上面には、試料３が入って
いる複数（図では６個の場合を例示）の試料ケース４、
４…が位置を定めてセットすることができるようになっ
ている。この位置決め手段としては、試料置台１１の上
面に試料ケース４の下部が嵌る凹部によるほか適宜な手
段を採ることができる。

【００１３】上記試料ケース４は、角筒状、円筒状等の
容器であって、例えば角筒状の場合、１３０口、高さ１
００mm程度のもの、円筒状の場合は５０φ、高さ４０mm
程度のものなどであるが、この大きさに関しては試料３
の量と硬化時間により適当する容積のものが選択され
る。

【００１４】試料置台１１上の一隅部には超音波洗浄槽
１７が配置され、別の位置にはディスプレイを有する測
定プログラム作成装置１８および測定結果をプリントア
ウトするプリンタ１９が配置される。

【００１５】前記測定器１６は、その一例の断面を図２
に示すように、前記アーム１４にそってＹ軸方向にスラ
イドするスライダ１５にＺ軸方向への移動（ストローク
１５０mm程度）を行なう押圧駆動装置としてのエアシリ
ンダ２０がピストンロッド２１を下向きとして固着さ
れ、このピストンロッド２１の先端にはハウジング２２
が固着されている。

【００１６】このハウジング２２はシリンダ部２３を有
し、このシリンダ部２３に測定針２４の上端のピストン
状の基部２５が上下方向に摺動自在に嵌挿され、シリン
ダ部２３の下端の抜止め部２６により下降限が定められ
て支持されている。

【００１７】また前記シリンダ部２３の内部上端にはロ
ードセル２７が内蔵され、このロードセル２７の感知部
２７ａに対向するようにバネ受座２８と前記測定針２４
の基部２５の上面との間に圧縮バネ２９が介在され、測
定針２４に加わる力をバネ２９およびバネ受座２８を介
してロードセル２７に伝えられるようになっている。こ
のロードセル２７には、例えばＴＣ−ＳＲ１０Kg用が用
いられている。

【００１８】前記ロードセル２７から導出される導線３
０はプリンタ１９に接続され、ロードセル２７による計
測値の電気信号を解折してデータ化し、数値またはグラ
フとしてプリントアウトする。なおこの電気信号をＣＰ
Ｕに入力し、ディスプレイに数値またはグラフ化して表
示するようにしてもよい。

【００１９】前記測定針２４の先端形状は、対象物によ
って選択されるが、一般には図３、図４に拡大示するよ
うにＲ＝１〜２．５程度の半球形状の先端部２４ａとさ
れる。そして測定針２４の侵入深さは最大で１０mmとさ
れる。

【００２０】また一つの試料３に対し例えば図５に示す
ように等間隔で８行８列の６４箇所の測定点ａで測定が
行なわれる。

【００２１】前記測定プログラム作成装置１８では、一
つの試料３に対する側定位置（測定点）の設定、測定回
数の設定、１回目の測定時刻、２回目以降の測定時間間
隔の設定終了条件の設定等が行なわれる。そしてこの作
成プログラムに従って３軸ロボット１２の動作が制御さ
れ、前記超音波洗浄槽１７を有する場合は洗浄動作が加
わり、そのほか各試料の測定スケジュールの作成、確
認、測定データの表示、プリントアウト等が含まれる。

【００２２】上記試料置台１１、３軸ロボット１２、超
音波洗浄槽１７は、安全のため図１に鎖線で示すように
透明なプラスチックプレート等からなる外装体３１によ
り被包され、この外装体３１の一部には試料ケース４を
出し入れするための開口部３２が設けられ、扉３３によ
り開閉可能とされている。そしてこの扉３３には、扉３
３を開けた際にロボット１２の動作を停止させるスイッ
チが設けられる。

【００２３】次に作用を説明する。

【００２４】外装体３１の扉３３を開けて試料置台１１
上に、試料３が入っている複数個の試料ケース４を所定
の位置に位置決めしてセットし、扉３３を閉じて直行軸
系３軸ロボット１２を作動させる。このロボット１２の
動作は、予め測定プログラム作成装置１８において作成
されたプログラムに従って行なわれる。

【００２５】３軸ロボット１２のアーム１４のスライダ
１５に支持された測定器１６が試料ケース４内の試料３
の所定の測定箇所へ移行し、その位置でエアシリンダ２
０を作動させて測定器１６をＺ軸方向へ下降させ、その
下端に突出する測定針２４の先端２４ａを試料３へ押し
当て、１０mm程度侵入させる。その際の反力によりバネ
２９が撓み、このバネ２９を通じてロードセル２７に荷
重が加えられ、その荷重値が電気信号として取出され、
測定データとして処理される。この測定データはプリン
タ１９によりプリントアウトされて確認することができ
る。あるいはＣＰＵのディスプレイ上に数値またはグラ
フとして表示し、これを見て確認することができる。

【００２６】１回の測定が終了したのち３軸ロボット１
２の動作により測定器１６が次の測定箇所へ移行し、前
記と同様にして測定を行なう。試料３の測定時に測定針
２４の先端２４ａに試料が付着する場合には、次の測定
箇所へ移行する前に超音波洗浄槽１７へ測定針２４の先
端２４ａを入れ、付着した試料３を除去するとともに測
定針２４の先端に付着した水をエアにより吹き飛ばした
のち次の測定箇所へ移行するように動作される。

【００２７】図６は測定データをグラフ化して表示する
場合の一例を示すもので、縦軸に硬化度（Kg）をとり、
横軸に時間をとって、時間の経過に対する硬化度の変化
を示すようにする。これにより２時間３０分前後の経過
により硬化度４Kgに到達することが分り、その試料の場
合、施工後上記時間の経過を待てば予定の高度（凝結
度）に達することを知ることができる。

【００２８】表１は上記測定データを数値で表示する場
合の一例を示すもので、測定回数、時間、硬化度の関係
から、予定の硬度（４Kg）に到達する時間を知ることが
できる。

【００２９】

【表１】

【００３０】なお、上記実施例では、押圧駆動装置にエ
アシリンダ２０を用いた場合について示したが、他にク
ランク機構等の機械的手段に置換してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定器を直行軸系３軸ロボットに支持し、試料置台上に配
列セットした試料ケース内の試料に対し順次所定の測定
箇所について硬化度の測定を行なうようにしたので、複
数個または複数種の試料に対し同時に測定することがで
き、測定作業を高能率に行なうことができる。

【００３２】また一つの試料に対し測定箇所に限定を受
けることがないので、同一試料の多数箇所を測定するこ
とが可能となり、時間の経過に伴なう硬化状況をより正
確なデータとして得ることができる。

【００３３】さらに測定時における硬化度を、測定針の
侵入深さではなくロードセルによる荷重の検出により検
出するので、測定針の先端形状に左右されることなく正
確な検出ができ、精度の高い測定結果を得ることができ
る。

【００３４】そして試料置台上に超音波洗浄槽を設け、
３軸ロボットの測定プログラムに測定針の洗浄工程を加
えれば、１回の測定毎に測定針に付着した試料を除去す
ることができ、これにより一層測定時の精度を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。

【図２】図１における測定器の拡大断面図。

【図３】図２における測定針の拡大正面図。

【図４】同、他の例を示す正面図。

【図５】試料の測定点を示す平面図。

【図６】測定データをグラフ化して表示する場合の一例
を示す説明図。

【図７】従来の技術を示す斜視図。

【図８】図７の従来技術による試料の測定点を示す平面
図。

【符号の説明】

３試料４試料ケース１１試料置台１２直行軸系３軸ロボット１３レール１４アーム１５スライダ１６測定器１７超音波洗浄槽１８測定プログラム作成装置１９プリンタ２０押圧駆動装置としてのエアシリンダ２２ハウジング２３シリンダ部２４測定針２５基部２７ロードセル２８バネ受座２９バネ３１外装体３２開口部３３扉

【手続補正書】

【提出日】平成６年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００５】

【０００７】

【０００９】

【００１０】

【００１１】図１は本発明の一実施例の斜視図を示すも
ので、試料置台１１の後部上方には直行軸系３軸ロボッ
ト１２が設置されている。この３軸ロボット１２は、Ｘ
軸方向のレール１３（ストローク１３００ｍｍ程度）
と、このレール１３にスライド自在に支持されるＹ軸方
向のアーム１４（ストローク６００ｍｍ程度）と、この
アーム１４にスライド自在に支持されるスライダ１５と
からなっており、このスライダ１５の側面に測定器１６
が装着されている。

【００１３】上記試料ケース４は、角筒状、円筒状等の
容器であって、例えば角筒状の場合、１３０口、高さ１
００ｍｍ程度のもの、円筒状の場合は５０φ、高さ４０
ｍｍ程度のものなどであるが、この大きさに関しては試
料３の量と硬化時間により適当する容積のものが選択さ
れる。

【００１５】前記測定器１６は、その一例の断面を図２
に示すように、前記アーム１４にそってＹ軸方向にスラ
イドするスライダ１５にＺ軸方向への移動（ストローク
１５０ｍｍ程度）を行なう押圧駆動装置としてのエアシ
リンダ２０がピストンロッド２１を下向きとして固着さ
れ、このピストンロッド２１の先端にはハウジング２２
が固着されている。

【００１７】また前記シリンダ部２３の内部上端にはロ
ードセル２７が内蔵され、このロードセル２７の感知部
２７ａに対向するようにバネ受座２８と前記測定針２４
の基部２５の上面との間に圧縮バネ２９が介在され、測
定針２４に加わる力をバネ２９およびバネ受座２８を介
してロードセル２７に伝えられるようになっている。こ
のロードセル２７には、例えばＴＣ−ＳＲ１０Ｋｇ用が
用いられている。

【００１９】前記測定針２４の先端形状は、対象物によ
って選択されるが、一般には図３、図４に拡大示するよ
うにＲ＝１〜２．５程度の半球形状の先端部２４ａとさ
れる。そして測定針２４の侵入深さは最大で１０ｍｍと
される。

【００２３】次に作用を説明する。

【００２４】外装体３１の扉３３を開けて試料置台１１
上に、試料３が入っている複数個の試料ケース４を所定
の位置に位置決めしてセットし、扉３３を閉じて直行軸
系３軸ロポット１２を作動させる。このロボット１２の
動作は、予め測定プログラム作成装置１８において作成
されたプログラムに従って行なわれる。

【００２５】３軸ロボット１２のアーム１４のスライダ
１５に支持された測定器１６が試料ケース４内の試料３
の所定の測定箇所へ移行し、その位置でエアシリンダ２
０を作動させて測定器１６をＺ軸方向へ下降させ、その
下端に突出する測定針２４の先端２４ａを試料３へ押し
当て、１０ｍｍ程度侵入させる。その際の反力によりバ
ネ２９が撓み、このバネ２９を通じてロードセル２７に
荷重が加えられ、その荷重値が電気信号として取出さ
れ、測定データとして処理される。この測定データはプ
リンタ１９によりプリントアウトされて確認することが
できる。あるいはＣＰＵのディスプレイ上に数値または
グラフとして表示し、これを見て確認することができ
る。

【００２７】図６は測定データをグラフ化して表示する
場合の一例を示すもので、縦軸に硬化度（Ｋｇ）をと
り、横軸に時間をとって、時間の経過に対する硬化度の
変化を示すようにする。これにより２時間３０分前後の
経過により硬化度４Ｋｇに到達することが分り、その試
料の場合、施工後上記時間の経過を待てば予定の高度
（凝結度）に達することを知ることができる。

【００２８】表１は上記測定データを数値で表示する場
合の一例を示すもので、測定回数、時間、硬化度の関係
から、予定の硬度（４Ｋｇ）に到達する時間を知ること
ができる。

【００２９】

【表１】

【００３１】

【００３５】さらに試料置台および３軸ロボットを外装
体で被包することにより、安全性を高め、かつ試料への
異物の付着混入を防ぐことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定針を試料に所定の圧力で押圧し、その
際の反力をロードセルにより検出して硬化度を測定する
測定器を備え、この測定器を直行軸系３軸ロボットのア
ームに支持し、前記測定器の作動範囲内に複数個の試料
ケースをセットし得る試料置台を具備することを特徴と
する硬化時間測定装置。
【請求項２】前記測定器は、押圧駆動装置のロッドに支
持されるハウジングを有し、このハウジングのシリンダ
部内に測定針のピストン状の基部が軸方向に摺動自在に
挿入支持されるとともにシリンダ部の内部上方にロード
セルが内蔵され、前記測定針の基部と前記ロードセルに
当るバネ受座との間にバネを介在してなり、測定針が試
料に当った際にバネを介してロードセルに負荷を与え、
試料の硬化度を測定するようにした請求項１記載の硬化
時間測定装置。
【請求項３】前記押圧駆動装置がエアシリンダである請
求項２記載の硬化時間測定装置。
【請求項４】前記試料置台は、複数個の試料ケースと、
測定器の測定針を洗浄する超音波洗浄槽とをセット可能
とし、測定プログラム作成装置と、測定結果をプリント
アウトするプリンタとを備える請求項１記載の硬化時間
測定装置。
【請求項５】前記直行軸系３軸ロボットおよび試料置台
を安全用の外装体で覆い、その一部に試料ケース出し入
れ口を開口して扉により開閉可能とした請求項１記載の
硬化時間測定装置。